Сибирский государственный медицинский университет, г. Томск
Кафедра биофизики и функциональной диагностики
Эта работа опубликована в сборнике статей по материалам Международной 69-й научной итоговой студенческой конференции, посвященной 200-летию со дня рождения Н.И. Пирогова (г.Томск, 11-13 мая, 2010 год); под реакцией академика РАМН В.В. Новицкого, член. корр. РАМН Л.М. Огородовой
Посмотреть титульный лист сборника
Скачать сборник целиком (1,4 мб)
В настоящее время прогресс в области качества продукции и повышения производительности технологических процессов связывают с использованием нанопорошков. Наряду с очевидными преимуществами внедрение нанотехнологий может приводить к негативным последствиям для окружающей среды и здоровья человека [1]. К нанопорошкам относят элементы с размером частиц менее 100 нм. Важнейшими параметрами, определяющими негативное влияние наночастиц на здоровье, является их способность проникать в альвеолярные участки легких, вызывая механические, токсические и иммунологические повреждения [2].
Цель исследования: изучение влияния взвеси нанодисперсных частиц на сократительные свойства гладкомышечных сегментов воздухоносных путей (ВП) морских свинок при их ингаляции и при действии на изолированные сегменты.
Для изучения ингаляционного воздействия готовили взвесь нанопорошка Fe3O4 в дистиллированной воде. Ингаляцию животных in vivo проводили ежедневно аэрозолем Fe3O4 в концентрации 0,025% в течение 30 минут (курс 4 дня) с помощью ультразвукового небулайзера «Муссон-1М», размер дисперсных частиц до 5 мкм. Сегменты воздухоносных путей животных подвергались обработке наноматериалом в камере in vitro в концентрации 0, 3 мг/мл, контролем служили интактные деэпителизированные сегменты животных.
Механическое напряжение гладкомышечных сегментов изучали с помощью метода механографии, в качестве механоэлектрического преобразователя использовали изометрический датчик силы FT10G. Изменение механического напряжения изолированных сегментов на действие биологически активных веществ оценивали в процентах от амплитуды контрольного сокращения на гиперкалиевый раствор Кребса (40 мМ KCl), последнюю принимали за 100%.
В первой серии экспериментов изолированные гладкомышечные сегменты обрабатывались раствором Кребса, содержащим взвесь нанопорошка Fe3O4 в течении 15 минут, после чего добавляли гистамин. Все исследуемые сегменты на воздействие гистамина отвечали дозозависимым сокращением (Рис. 1). При этом величина сократительного ответа сегментов животных, обработанных in vivo, была достоверно выше группы контроля на действие гистамина в концентрации 1 – 100 мкМ (р<0,05).
Во второй серии экспериментов изучалось влияние нанодисперсных частиц в камере in vitro, после чего добавляли гистамин. Все исследуемые сегменты на воздействие гистамина отвечали дозозависимым сокращением (Рис. 1). При этом величина сократительного ответа полученных сегментов экспериментальной группы была достоверно выше 1 - 100 мкМ (р<0,05, n=8) по сравнению с группой контроля.
При сравнении амплитуды сокращения на действие ингаляции и введения частиц через камеру было обнаружено, что величина ответа сегментов ВП последних была достоверно больше (р<0,05, n=8) амплитуды сокращения проингалированных животных.
Потенцирование сократительных реакций на гистамин при обработке сегментов нанопорошком в камере in vitro, возможно, происходит за счет действия последнего на белковые структуры и липиды мембран. Возможно, увеличение сократительных реакций на гистамин гладкомышечных клеток после ингалирования нанопорошком и его добавлении в камеру происходит как при формировании аллергического воспаления. Не исключено, что наноразмерные частицы Fe3O4 вызывают неспецифическое воспаление. В этом случае может происходить увеличение экспрессии рецепторов к гистамину на поверхности мембраны, либо увеличение чувствительности этих рецепторов к данному соединению. По литературным данным, при некоторых заболеваниях дыхательной системы, таких как, бронхиальная астма, наблюдается подобный процесс. Таким образом, воздействие взвесью наноразмерных частиц Fe3O4 приводит к потенцированию сократительных реакций на гистамин [3].
Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект № 07-04-01184, проект № 09-04-99124-р_офи
Список литературы:
1. Курляндский, В. А. О нанотехнологии и связанных с нею токсикологических проблемах / В. А. Курляндский // Токсикологический вестник. – 2007. - №6. – С. 4-8.
2. Acute Toxicological Effects of Copper Nanoparticles in vivo / Z.Chen, H. A. Meng, G. M. Xing et al. // Toxicology Letters. – 2006. – N. 163. – P. 109-120.
3. Antigen-induced hyperreactivity to histamine: role of the vagus nerves and eosinophils / W.C. Richard, M.E. Christopher, L.Y. Bethany et al. // Am. J. Physiol. Lung Cell. Mol/ Physiol. – 1999. – Vol. 276, N 5. – P. 709-714.
